Sono molte le aziende chimiche che hanno a che fare, nei loro processi, con prodotti chimici altamente aggressivi e reazioni potenzialmente pericolose. È chiaro che in circostanze del genere è di fondamentale importanza il ricorso a materiali plastici che siano in grado di resistere agli agenti chimici: in effetti, nel confronto tra le plastiche e i metalli le prime offrono molti più vantaggi in termini di resistenza alla corrosione e di resistenza chimica. È chiaro, però, che occorre individuare la famiglia di polimero più appropriata per fronteggiare i livelli di aggressività più elevati delle condizioni ambientali, così da non dover ricorrere alla protezione catodica, alla verniciatura, ai trattamenti superficiali o ad altri tipi di protezioni supplementari.
Il contatto con gli acidi
I liquidi infiammabili, come pure le sostanze abrasive e gli acidi, devono essere impiegati con la massima attenzione, e soprattutto devono entrare in contatto unicamente con materiali resistenti. È il caso delle pompe per acidi costruite con materiali polimerici, ma anche materiali plastici specifici che, a seconda dei casi, sono in grado di resistere agli acidi, ai solventi e a soluzioni alcaline forti, compresi il vapore e l’acqua.
Che cos’è la resistenza chimica
Prima di porre l’accento sulle caratteristiche delle pompe per prodotti chimici, tuttavia, è utile specificare che di solito l’espressione “resistenza chimica” è utilizzata per indicare la capacità di un materiale di resistere agli effetti delle sostanze chimiche. Una resistenza chimica non sufficiente quasi sempre risulta evidente perché il materiale si ammorbidisce o subisce un rigonfiamento: in entrambi i casi si verifica un calo della funzionalità complessiva, che va ad aggiungersi alla scomparsa delle proprietà meccaniche. Accade, in sostanze, che distribuendosi negli spazi fra le catene le molecole del fluido finiscono per allontanare tali catene. È importante che le specifiche di resistenza chimica vengano valutate in funzione della concentrazione e della temperatura di utilizzo, visto che molti processi di diffusione sono condizionati proprio dalla temperatura. Una certa attenzione è richiesta nel caso in cui vengano impiegati polimeri termoplastici amorfi con agenti chimici in grado di favorire la comparsa di microfratture, denominate stress cracks, che sono il risultato dell’abbinamento tra sostanze chimiche e sollecitazioni meccaniche.
Le pompe per acidi
Le pompe per acidi fanno parte della più ampia categoria delle pompe per l’industria chimica, concepite per essere adottate per il trasferimento di prodotti abrasivi, di solventi, di resine e – appunto – di acidi, tra i quali l’acido cloridrico. Pompe di questo tipo sono ideali per gli impianti destinati al pompaggio di solventi in ambienti esplosivi, ma anche per i sistemi di dosaggio o per l’alimentazione di reattori pressurizzati. La compatibilità con le pompe per acidi può riguardare le paste e le creme abrasive, i solventi, le sospensioni, i liquidi infiammabili, i liquidi acidi e i prodotti caratterizzati da un alto tasso di viscosità. Una particolare categoria, poi, è rappresentata dalle elettropompe per prodotti chimici, nelle versioni con trascinamento magnetico, con tenuta meccanica o centrifughe verticali: ciò che serve per la movimentazione dei prodotti chimici in vasca.
La verifica della compatibilità chimica
La temperatura è solo uno dei parametri a cui si può fare riferimento per verificare la compatibilità chimica: gli altri criteri sono rappresentati dai carichi meccanici, dai tempi di esposizione e dalle concentrazioni chimiche. Vale la pena di tener presente, ad ogni modo, che qualora vengano miscelati vari agenti chimici non sempre si può definire in anticipo in maniera realistica se e come il termoplastico andrà incontro a un attacco chimico, dal momento che non sono rare le circostanze in cui si concretizzano degli effetti secondari ignoti. Ipotizzando di mescolare in una soluzione l’acido nitrico e l’acido cloridrico concentrato in un rapporto di 1 a 3, ne deriva l’acqua regia, che rappresenta uno dei più aggressivi agenti chimici che si conoscano. Benché vari materiali termoplastici resistano a tali componenti chimici se questi vengono presi uno alla volta, all’acqua regia resiste unicamente il PVDF, e comunque solo a una temperatura di 20 gradi. Questa è la ragione per la quale in presenza di miscele è sempre preferibile effettuare un controllo della capacità del materiale di resistere nella situazione di utilizzo effettiva.
Gli agenti chimici organici e quelli inorganici
Sui materiali termoplastici (non solo sulle pompe per acidi, dunque), gli agenti chimici organici hanno un effetto differente rispetto a quello che viene provocato dagli agenti chimici inorganici. I primi, infatti, possono interagire con le catene molecolari dei termoplastici, ed è per questo che in molti casi si può assistere a un rigonfiamento del materiale o a segni di dissoluzione, come avviene con PVC e cloruro di metilene. Si parla di rigonfiamento per indicare un cambio di forma e di volume da parte di un corpo solido: in sostanza le catene molecolari si distanziano a causa dell’azione di un gas, di un vapore o di un liquido.
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